T. C.
ATOM ENERJİSİ KOMİSYONU
ANKARA NÜKLEER ARAŞTIRMA MERKEZİ
BÖLGESEL MAGNETİK ALANLI BİR DEMET-
PLAZMA SİSTEMİNDE KARAKTERİSTİK FRE
KANSLARA YAKIN ETKİLEŞMELER
A.SİNMAN - S.SİNMAîf
Kasım, 1973
Ankara Nükleer Araştırm a Merkezinde
M is a fir A r a ş t ı r ı c ı
ÖZET
Magnetron enjeksiyonlu b ir elektron topuna 8 .10
Torr
b ir baskı s ı n ı r ı olmak üzere, hrdrojen g a zı v e r i l d i ğ i zaman,
m agnetostatic ve e le k tr o s t a tic mercekler için d e demet-plazraa
boşalması meydana gelm ektedir. Elektron demeti i l e , bu deme
t i n oluşturduğu plazma b ir b ir l e r in i etkilem ekted ir. E t k ile ş
me sıra sın d a toplam plazma, elektron sik lo tr o n ve iyon s i k l o t -
ron g ib i k a r a k te r is tik frekan slara yakın b a sı dalga rezonans
l a r ı ortaya çıkm aktadır.
Bu çalışmada I5 elektron demet akımı, p sistem in gaz bas
k ı s ı ve Bz magnetron bobinindeki alan ş id d e ti d e ğ iş tirilm e k
s u r e t iy le bu rezonanslar an alizlerm iş ve sonuçlar t a r t ı ş ı l m ı ş
t ı r .
Magnetron enjeksiyonunu sağlayan b ö lge se l magneto s t a tik
a lan ın aynı zamanda magneto s ta tik mercek Ö z e lliğ i göz önünde
tu tu lu rsa merceğin temel düzlem lerini d ikkate almak gerekmek
t e d ir . Bunların y e r l e r i bobin merkezinden y a k la ş ık olarak
7
cm u z a k lık ta d ır . Bu düzlemler demet-plazma boşalmasını e t k i
lem ektedir. Başka d e y iş le , bu noktaya kadar eksene p a ra lel
b ir demet
halinde gelen e le k tro n la r, temel düzlemde k ı r ı l a
rak konik b ir demet biçim ine dönüşmektedir. M agnetostatik
b ir sistemde plazmanın ısınm ası, ta n e c ik le r in h ız vektörü i l e
magnetik a lan ın kuvvet ç i z g i l e r i arasında b ir 0 a ç ıs ın ın mey
dana gelm esiyle mümkün olduğuna göre, plazmanın m agnetostatik
merceğin temel düzleminden g e ç tik te n sonra ısınmaya b a ş la d ı
ğ ı s ö y le n e b ilir , öte yandan spektrum analizöründe saptanan
elektron sik lo tro n frekansına a i t etkileşm e rezonansının
alan değerinin, bobin merkezinden 7 cm u z a k lık ta k i alan değe
rin e e ş it olduğu görülmüştür. Böylece etkileşm enin bu bölgede
plazma ıs ın ır k e n b a ş lıy a c a ğ ı kabul e d i l e b i l i r . Bundan başka,
iyon s ik lo tr o n frekansına yakın etkileşm enin, iyon s ik lo tr o n
frekansından b ira z büyük olduğu görülmüştür. Elde e d ile n p la z
ma ılık olduğuna
göre, d ispersiyon denkleminde temperatur t e
rim korunarak bu oluş da a ç ık l ığ a kavuşturulmuştur.
- 2
-SUMMARY
-4
When hydrogen gas is supplied w ith in 8,10
T e rr» pres
sure lim it t o a magnetron in je c t io n e le c tr o n gun, a beam-plas
ma discharge occurs w ith in the m agnetostatic and e le c t r o s t a
t i c len ses. The e le c tro n beam and the plasma crea ted by the
beam in te r a c t w ith each oth er. In the course o f th is in te ra c
t io n , c e r t a in wave resonnances occur at frequ en cies approxi
mating such c h a r a c te r is tic frequ en cies as those o f the t o t a l
plasma the e le c tr o n c y c lo tro n and the ion cy clo tro n .
In t h is study, the said resonnances were analysed under
c o n tr o lle d v a r ia tio n s in the e le c tro n beam current ( i p ) gas
pressure o f the system (p ) and in f i e l d in te n s ity o f the mag
netron c e i l (B z ) and the r e s u lts are discussed.
In con sid era tion o f the m agnetostatic lens p ro p e rtie s o f
the m agnetostatic f i e l d which produces magnetron in je e x io n i t
is obivous that the p rin c ip a l planes o f the lens should r e c e
iv e due a tte n tio n . The p rin c ip a l planes are s itu a te d approxi
mately 7 cm. away from the c o i l cen ter. These planes a f f e c t
beam-plasma discharges, In other words, e le c tro n s which t r a
v e l in the from o f a beam p r a l l e l t o the a x is o f the system
up t o th is point are r e fr a c te d by the p r in c ip e l plane and
converted to a co n ica l
beam. Inasmuch as the h eatin g o f the
plasma in a m agnetostatic system is contingent upen form ation
o f a 0 angle betweel the v e lo c it y v e c to r o f the p a r t ic le s and
the fo rc e lin e s o f the magnetic f i e l d i t can be d erived that
h eatin g o f the plasma commences a ft e r passing through the
p in c ip a l plane o f the m agnetostatic len s. Furthermore, i t was
observed that the f i e l d in te n s ity value o f the in te r a c tio n
resonnance corresponding to the e le c tro n c y c lo tro n frequency
as determined w ith the spectrum an alyzer was equal to the
f i e l d in t e n s it y at a distan ce o f 7 era. from the cen ter o f
the c o i l . I t can he th e r e fo r e assumed that in te r a c tio n would
begin as h eatin g o f plasma commences in th is zone. I t was
fu rth e r observed that in te r a c tio n c lo s e t o the ion c y c lo tro n
frequency was at a frequency s l i g h t l y higher then that o f the
ion cyclotron.
Inasmuch as
the plasma obtained is worm, th is
occurrence becomes e x p l i c i t
by m aintaining the temperature
term in the d isp ersio n equation.
IV. B ÎL İM KONGRESİ 5 - 8 K A S IM 1973 A N K A R A
BÖLGESEL MAGNETİK ALAN LI BİR D EM E T -PLA ZM A SİSTEMİN DE KARAKTERİSTİK FREKANSLARA YAKIN ETKİLEŞMELER
A. SİNMAN, A. E. K. Ankara Nükleer Araştırma Merkezi, Ankara. S. SİNMAN, ODTÜ, Elektrik Mühendisliği Bölümü, Ankara.
1. GİRİŞ
Ortada eksenlenmiş (m* 0 modunda) bir elektron demeti ve onu sa ran ayni desenli plazma ile oluşmuş bir demet-plazma boşalma sisteminde, elek tron demeti üe plazma birbirini etkilemektedir Bu demet-plazma etkileşmeleri, demetin yoğunluk ve akımındaki makroskopik pertürbasyonlar ile plazma içinde bulunan elektromagnetik dalgalar m kuplajindan doğmaktadır.
Literaturda makroskopik b ir demet-plazma etkileşmesi deyimini ilk kez Langmuir(1), sıcak katodlu bir tüpte boşalma sırasmda ortaya çıkan yüksek frekanslı titreşimler için kullanmıştır. M errill ile Webb (2) ise, demet-plazma sistemleri içinde taneciklerin ikili çarpışma modeli ile izah edilemiyen enerji kay bının farkına varmışlardır. Bu mekanizma, Pierce (3) ve Bohm ile Gross (4) ta rafından incelenmiş ve demetin enerji kayıpları ile plazma instabilitelerinin eks:- tasyonu arasmda bazı ilişkiler bulunmuştur. Klimontovieh (5), Romanov ile Fllipov
(6) ve Fainberg (7) plazma kinetik denklemlerini kullanarak, etkileşmeler sırasın daki dönüşüm işleminin fiziksel tanım mı vermişlerdir.
Son yıllarda, termonükleer enerjinin gerçekleştirilmesi yolunda pl az- manın ısıtılması açısından demet-plazma boşalması ilginç bulunmuştur (8). Bu amaçla, demet-plazma etkileşmeleri sonucu karakteristik frekanslar civarında meydana gelen instabiliteler üzerinde birçok araştırmalar yapılmıştır. Bunlardan örneğin, iyon siklotron frekansına yakın etkileşmeler Matitti ve arkadaşları (9), plazma iyon frekansına yakın etkileşmeler Vermeer (10) ve elektron siklitron fre kansına yakın etkileşmeler ise Hopman (11) tarafından ayrıntılı bir şekilde incelen miştir.
Demet-plazma araştırmalarında kullanılan deneysel düzenlerde de meti ve plazmayı eksenlemek için genellikle uzun solenoitlerden yararlanılmakta dır (12). Sistemimizde ise, magnetron enjeksiyonunu oluşturan magnetik alan bo bininin yapısı nedeniyle, magnetik alan bölgeseldir. Eksenleme, bu alanın magne tik mercek etkisi yanında sisteme eklenmiş elektrostatik mercekler yardımıyla sağlanmaktadır (13).
Bu çalışmada, böyle bölgesel magnetik alanlı bir demet-plazma sis teminde de toplam plazma, elektron siklotron ve iyon siklotron gibi karakteristik frekanslara yakın etkileşmelerin oluşabileceği gösterilmiş ve deneysel olarak in celenmiştir. Deneysel verilerle teorik sonuçlar karşılaştırılarak, bölgesel mag - netik alanlı bir demet-plazma sisteminde etkileşme mekanizması anlatılmaya ça lışılm ıştır.
2. DENEYSEL DÜZEN VE ÇALIŞMASI
Genel olarak sistem, paslanmaz çelikten yapılı 50 cm uzunluğunda ve 5,4 cm çapında bir silindirdir. Tungsten katod, helisel-helis biçimindedir. Ka- toddan çıkan elektronlar silindirik bir wehnelt ve ortası delik disk (apertür)
BÖLGESEL MAGNETS ALANLI BİR DEMET—PLAZM A SİSTEMİNDE KARAKTERİSTİK FREKANSLARA YAKIN ETKİLEŞMELER
İmdeki hızlandırıcı ile hızlandırıldıktan sonra, 2150 s ar imli bir magnetron bobini yardımıyla sisteme enjekte edilmektedir.
Bu sisteme Hidrojen gazı gönderilerek, 4.10“ 6 ile 8.10“^ T orr ara sında seçilen bir baskı değerine varıldığı zaman, enerjitik elektronlar, ortada elektron demeti ve omı saran plazma ile b ir demet-plazma boşalması meydana ge tirmektedir. Elektron demeti ile demetin oluşturduğu bu plazma birbirlerini etkilemektedir. Bu etkileşmeleri saptayabilmek amacıyla, demet-plazma boşalması, içine bir alıcı anten gibi çalışan Langmuir sondası daldırılmıştır. Sondanın koaksi- yal çıkışı, biriktirme özelliğini (storage) haiz bir spektrum analizörüne bağlanmış tır. Analizör, Hewlett-packard1 m 8553B, 8552A ve 141T ünitelerinden oluşmuştur. Ve 1 kHz ile 110 Mhz arasındaki bölgeye cevap verebilmektedir.
3. DENEYSEL VERİLER VE İRDELENMESİ
Deneyler sırasında, üç ayrı karakteristik frekansa yakın etkileşme incelenmiştir.
3.1. Toplam Plazma Frekans ma Yakın Etkileşme
Plazm a taneciklerinin vt termal hızlar mm, dalganın Vf faz hızından daha küçük olduğu soğuk bir plazma halinde, demet plazmasındaki boyuna etkileş melerin w açısal hızı ile k dalga sayısı arasındaki D(w,k) * 0 dispersiyon denklemi,
D(w,k) = 1 -<Wp0/w2) - wpb /(w' kv0İ2 ’ 0 (1)
şeklinde verilmektedir (14). Burada Wpfc demet elektronlarının açısal plazma fre kansını ve da toplam plazma açısal frekansım (w^ = w2 + w2.) göstermekte dir. Toplam plazma açısal frekansı, plazma elektronfarı il^plazıS a iyonlarının açısal frekanslarının karelerinin toplamı ile tanımlanmaktadır. (Denklem 1) de w = WpQ alındığı zaman, bu eşitliğin gerçekleşmesi için, k nın çok büyük değerler alması gerekmektedir. Başka deyişle dalganın genliği, w = WpQ civarında ekspo- nansiyel şekilde büyümektedir.
Öte yandan,
Wpe/2n = fpe = 9000(ne)1/2
ve (2)
*pi/2n = %i = 214(nı)1/2
bağıntılar ı hatırlanacak olursa, toplam plazma frekansının sadece ne, ni elektron ve iyon yoğunluklarına bağlı olduğu anlaşılmaktadır. B ir demet-plazma sisteminde farklı elektron-iyon yoğunlukları elde etmek için, demet akımını ya da sistemin gaz baskısını değiştirmek yet erlidir.
Diğer deney koşulları (gaz baskısı, elektrod gerilimleri ve magnetik alan sabit tutularak yalnız Ix> demet akımının 1, 25 ve 1, 5 mA gibi iki yakın değeri için, spektrum analizöründen alınan fotoğraflar (Şekil 1) de görülmektedir. Fotoğraflar daki merkez frekansı 50 Mhz dir.
Demet akımındaki bu değişiklik sonucunda, birinci tepe 53 Mhz den 56 Mhz e doğru kaymakta, buna karşılık ikinci tepenin frekansmda herhangi bir değişiklik olmamaktadır.
Sistemdeki gaz baskısının birinci tepe üzerindeki etkisi ise (Şekil 2) d©ı gözlenebilir. Burada birinci fotoğraf p = 1, 8.10” 4 Torr, İkincisi ise p =2, 5.10"4 Torr*luk Hidrojen baskılarına aittir. Baskı büyüdükçe, birinci tepenin 52 Mhz den
IV BtLÎM KONGRESİ 5 8 K ASIM 1973 A N K A R A
56 Mhz e doğru kaydığı, ikinci tepenin frekansının ise gene sabit kaldığı fotoğraflar daki sonuçlardan anlaşılmaktadır.
Demet akımı ve sistemin gaz baskısı değiştirilerek yapılan bu iki deney, spektrümdaki birinci tepenin Wp0 toplam plazma açısal frekansına yakın bir etkileşme sonucu ortaya çıktığını kanıtlamaktadır.
3.2. Elektron Siklotron Frekansına Yakın Etkileşme
Bu etkileşme, enine demet dalgası ile plazma dalgalar mm etkileş - mesi sonucunda ortaya çıkmaktadır.
Elektron siklotron frekansı magnetik alana bağlı olup,
fee = 2> 106Bz (Gauss) hz (3)
bağıntısıyla hesaplanabilir. Magnetik alan bobininden Ig - 0,53 Amp. ve IB~ 0,56 Amp. geçirildiği zaman, bu kez ikinci tepenin sırasıyla 76 Mhz ve 82 Mhz de yer aldığı fakat birinci tepenin yerini koruduğu (Şekil 3) deki fotoğraflarda görülmek tedir. Buna gpre sadece magnetik alandan etkilenen ikinci tepenin, literaturda W5 etkileşmesi olarak anılan elektron siklotron frekansına yakın bir etkileşmeye ait olduğu söylenebilir.
(Şekil 4) de apsis ekseninde alan bobinine uygulanan akımlar, dola yısıyla magnetik alan değerleri, ordinat ekseninde ise frekanslar olmak üzere, te orik olarak (Denklem 3) den hesaplanan elektron siklotron frekansının ve deneyler sırasında spektrum analizöründen saptanan W5 etkileşmesine karşıt frekansların çizimleri verilmiştir. Şekildeki sonuca göre, etkileşmenin elektron siklotron fre kansından daha küçük değerde olduğu anlaşılmaktadır. Bunun nedeni olarak, alanın bölgesel olması gösterilebilir.
D ar fakat şok sar imli bir .magnetik alanJbobinindeki alan şiddeti için,
= 0, 2nNIBR2 / U / (R 2 + Z2)3/2 (4)
eşitliği yazılabilir (15). Burada N sarım sayısını, R bobinin yarı çapını, Ig bo - binden geçen akımı ve z bobin ekseninden uzaklığı göstermektedir. (Denklem 4) de Ig Amper, R ve z cm cinsinden yazılmıştır.
Sfeıektrum analizöründen saptanan W5/211 etkileşme frekanslarına kar şıt olan z uzaklıkları (Denklem 4) den hesaplandığı zaman 7 cm civarında değer ler bulunmaktadır. Öte yandan, magnetron bobininin magnetik mercek özelliği dik kate alınırsa, temel düzlemlerinin yerlerinin saptanması, sıcak plazma modelinin tartışılması yününden önem taşımaktadır. Merkezdeki Nuclear Data ND-812 Com- puter'ı yardımıyla, elektronların merceğe giriş hızları ve magnetik alan bobinin
den geçen akım b ire r parametre olmak üzere, sistematik b ir şekilde magnetosta- tlk mercekteki temel düzlemlerin yerleri etüd edilmiştir. Elde edilen sayısal so nuçlar değerlendirilmiş ve yukardaki deney ■ »çulları için, temel düzlemlerin yer leri 6 ile 8 cm arasında değişebileceği öngörülmüştür. Bu bilgilere göre, eksen
de ince ve paralel demeti oluşturan elektronlar temel düzlemde (merkezden 7 cm uzaklıkta) kırılacak ve elektron demeti konik bir biçime dönüşecektir. Böylece bu noktada elektronların hız vektörü ile magnetik alan vektörü arasında bir açı (0) oluşacak ve elektronlar,
eV * (mevosin0/eBz)0 me/2 (5)
BÖLGESEL MAGNETİK ALANLI BİR DEMET-PLAZMA SİSTEMİNDE KARAKTERİSTİK FREKANSLARA YAKIN ETKİLEŞMELER
denkleminde görüldüğü gibi açısal hız nedeniyle enerji kazanarak ısınmaya başla yacaktır.
Bu düşüncelerin ışığı altında, bölgesel magnetik alanlı sistemimizde etkileşmelerin yaklaşık olarak alan bobininden 7 cm kadar ötede oluştuğu söylene bilir.
3.3. İyon Siklotron Frekansına Yakın Etkileşme Enine demet dalgası olan yavaş siklotron dalgası ile sola doğru po- larizlenmiş plazma dalgalarının senkronizasyonundan doğan iyon siklotron frekansı na yakın olan bu etkileşme, literatürde W3 etkileşmesi olarak tanımlanmaktadır. Plazma elektronlarının ılık olduğu sınırlı bir demet-plazma sistemi halinde bir et- küeşmeden söz edilebilmesi için,
(me/m/
< <vtermal/vdemet)2
C 1
(6)
eşitsizliği gerçekleşmelidir (16). Deney verilerinden hız değerlerini (Denklem 6) da kullanarak,
(1/İ836)2 (2,4.108/1,134.109)2 1 (7)
eşitsizliği elde edilebilir. Buna göre, deney koşulumuzda iyon siklotron frekansına yakın etkileşmelerin (W3) oluşacağı sonucu çıkmaktadır.
İyon siklotron frekansı magnetik alana bağlı olup kısaca,
f ci - 1,53.103 Bz (Gauss) hz (8) formülünden hesaplanabilir. (Şekil 5) de, magnetik alan bobinine uygulanan akım - lar sırasıyla IB = 0,44 Amp. ve Ib * 0, 5 Amp. olduğu zaman, spektrum analizö - ründen alman iki fotoğraf verilmektedir. Burada merkez frekansı 1 Mhz i göster mek üzere, birinci tepeler iyon siklotron frekans ma yakın etkileşmenin temel fre kanslarına (W3), diğer tepeler de bunların armoniklerine karşıttır. Dikkat edilecek olursa, magnetik alan değeri arttıkça etkileşme yüksek frekanslara doğru kaymak tadır.
(Şekil 6) da, karşılaştırma amacıyla (Denklem 8) den hesaplanan iyon siklotron frekansının ve deneylerde analizörden saptanan W3 etkileşmesinin alanla değişimi çizilmiştir. Burada W3 etkileşmesinin iyon sitlotron frekansından daha büyük olmasmm nedeni olarak, plazmanın ılık olması gösterilebilir.
B ir plazma-demet sisteminde, aktif dalga olan sola doğru polar iz - lenmiş enine plazma dalgalarının dispers iyon denklemi,
D(w,k) = (w2-k2c2)-(w2j w)/(w-wci-jk V Tİ)-(w 2e w)/(w+wce -jkVTe)
D(w,k) = 0 (9)
şeklinde verilmektedir (17). Genellikle plazma soğuk kabul edilerek paydadaki üçün cü terimler ihmal edilmekte ve W3 = wCj olduğu zaman dalga rezonansa gelmekte, başka deyişle rezonans koşulu bulunmaktadır.
Plazma, V ^i ihmal edilemiyecek derecede ılık olduğu zaman, rezo nans w - wci + jkVTİ gibi daha farklı bir frekansta oluşacaktır. Buna göre plazma ılık olduğu zaman, k nm değerine bağlı olarak etkileşme W3 iyon siklotron frekan sından farklı bulunabilir.
IV B İ L İ M K O N G R E S İ 5 • S K A S I M SÜ/S A N K A R A
4. SONUÇ
Magnetron enjeksiyonu prensibine göre çalışan bir elektron topu için de toplam plazma, elektron siklotron ve iyon siklotron gibi karakteristik frekans lara yalan demet-plazma etkileşm eleri saptanmış ve değişik koşullardaki deneysel v e rile r anal iz i ener ek, plazmanın ısınma ve etkileşm e mekanizmalarına ışık tutan şu sonuçlara varılm ıştır.
1. Demet ile plazmaya eksenlemek için sistem boyunca magnetik alan uygulama zorunluğu yoktur. Sistemimizde demetin enjeksiyonuna, eksenlenmesine ve dalgaların eksitasyonuna bölgesel magnetik alan yeterli olmaktadır.
2. Bölgesel magnetik alanın, elektron demeti üstünde magnetostatik b ir mercek etkisi yapmasına yalnız elektron optiği açısından bakılmamış, aynı za manda plazmanın bu yöntemle ısın abileceği-gösterilm iştir.
3. İyon siklotron frekansına yakın etkileşmenin (w 'ihivon siklotron frekansından daha büyük olmasının nedeni de izah edilebilm iştir.
LİTERATÜR
(1) I. Langm uir., Phys. R e v ., 26, 585 (1925).
(2) 11. J. M errill, H.W .W ebb , Phys. R e v ., 55, 1191 (1939). (3) J.R . P ie r c e ., J. Appl. Phys., 19, 231 (1948).
(4) D.Bohm, E. P. G ro s s ., Phys. R ev ., 75, 1851-1964 (1949). (5 ) .Y u .L . Klim entovich., Soviet Phys. J E T P ., 9, 999 (1959).
(6) Yu. A. Romanov, G. F. Filipov. , Soviet Phys. J E T P ., 13, 87 (1961). {"/ , Ya. B. Fainberg. , J. Nucl. Energy Part C . , 4, 203 (1962)
(8) World Survey of m ajor Facilities in Controlled Fusion, Nuclear Fusion special supplement IAEA Vienna (1970).
(9) T. Matitti, et al. , V I I I n t . C o n f . on Phen. in Ionized Gases., Vienna, 383 (1967).
(10) A. V e r m e e r ., Excitation of ion oscillations by beam-plasma interaction. , Thesis. Delft. (1968).
(11) H .J.H opm an ., The electron cyclotron instability in a beam-plasma system ., Thesis. Amsterdam. (1969).
(12) A. V erm eer, et al. , Proc. of the VII**1 Int. Conf. on Phen. in Ionized Gases. ,
Vol. 2, 386 (1966) Belgrade.
(13) S. Sinman., Magnetron Enjeksiyonlu Bir Elektron Topunun Farklı Yöntemle G erçekleştirilm esi. Assoc. P rof, lük tezi, ODTÜ, Müh. Fak. Elek. Müh. Böl. Mart 1973.
(14) G. L o v b e r g ., Methods of Experimental Physics. , Vol. 9, Part A, Plasm a Physics. Academ ic P ress (1970).
(15) A. B. E l-Kareh and J. C. J. E l-K a re h ., Electron Beams, Lens, and Optics*, V o l.l, 280 (1970) Academic P ress
(16) A. Hasegawa., Jap. J. o f Appl. Phys. Vol. 5, N o .l, 105 (1966).
(17) R .J . B rigg s., Electron-St ream Interaction with Plasm as., 79 (1964) M IT P ress.
B Ö L G E S E L M AGN ETİK A L A N L I BİR DEM ET —P L AZMA SİSTEMİNDE KARAKT ERİ STİ K F R E K A N S L A R A YAKIN E T Kİ LE ŞM EL ER
( b )
Şekil-1: Toplanı plazma frekansına yakın etkileşme üzerine demet akımının do) etkisi.
Deney koşulu . , p 2, 5.KT^ T orr ( Hidrojen ) Ig 0,^5 Amper, B 'i 160 ,6 Gauss, Elektriksel sonda floating potansiyelde ( Is O. V8 12 V o lt) Spektrum Analizörü
Merkez frekansı 00 MHz, Yatay sistem 10 Mhz/div, Düşey sistem log-30 dbm.
İn 1, 25 m A u
■ İd 1, 5 m A „
IV B İ L İ M K O N G R E S İ 5 S K A S I M 1973 A N K A R A
( b )
Şekll-2 :Toplam plazma frekansına yakın etkileşme üzerine gaz baskısının etkisi.
Deney koşulu., ID 1 2 mA, fB 0» 56 Amper, B z 163,5 Gauss, Elektriksel sonda floating potansiyelde ( Ia 0, V s 8 Volt ). Spektrum Analizörü.
Merkez frekansı 50 Mbz, Yatay sistem 10 Mhz/div, Düşey sistem log- 30 dbm .
1 p 1.8.10'4
( Torr )
1 p 2, 5.10 4
B Ö L G E S E L MAGNETİK A L A N L I BİR D E M E T - P L A Z M A SİSTEMİNDE K AR AKTER İS Tİ K F RE K A N S L . RA YAKIN E T K İ L E M E L E R
( b )
Ş ekil- :i : Elektron siklotron frekansına yakın etkileşmenin mağnetik alanla değişim i.
Deney koşulu,, l|) I mA,
p 2.10“4 Torr (Hidrojen) Elektriksel sonda floating, potansiyelde ( I3 O. Vs 5 Volt ) Spektrum Analizörii
Merkez frekansı 50 Mlız , Yatay sistem 10 MhzAiiv Diişey sistem log- 30 dbm
a IB 0,53 A
Bz 154,8 G
b IB 0,56 A
Hz 163, 5 G
BİLİM KONGRESİ 5 - 8 KASIM 1973 ANKARA
Şekil-4: Elektron siklotron frekansının (Teorik) ve Elektron siklotron frekansına yakın etkileşmenin (Deneysel), maraetfk alanla deeişimi
B Ö L G E S E L MAGHET3K A L A N L I BİR D E M E T -P L A Z M A SİSTEMİNDE KARAKTERİSTİK F R E K A N S L A R A YAKIN ETK İLEŞM ELER
( b )
Şekil -5 : Magnetik alanın İki değeri için W3 etkileşmesi ve arm onikleri.
Deney koşulu., İd 2, 6 mA ,
p 2.10- 4 T o rr ( Hidrojen ), Elektriksel sonda floating potansiyelde ( I8 0, V s 26 V o lt) .
Sfcvofcirura Analizörü.,
Merkez frekans: 1 Mhz, Yatay sistem 200 kH z/dlv., Diişey sistem ImV/div .,
IB 0,44 A Bz 128,5 G IB 0,5 > B z 146 G
IV. B ÎL İM KO NGRBSİ 5 - 8 K A S IM 1973 A N K A R A
Şekil-6: İyon siklotron frekansının ( Teorik) ve 3W 2n iyon siklotron frekansına yakın etkileşmenin ( Deneysel ) , magnetik alanla değişimleri.
